[發明專利]基于熱聲效應和熱釋電效應的冷熱電聯供系統

有效

• 申請號: 202010071716.6
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111256387B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 羅二倉;羅開琦;孫巖雷;胡劍英;吳張華;張麗敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F25B23/00
• 分類號: F25B23/00;F03G7/00;H02N11/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

本發明涉及冷熱電聯供系統技術領域，公開了一種基于熱聲效應和熱釋電效應的冷熱電聯供系統，包括熱聲發動機、熱聲制冷機和熱釋電發電單元，熱聲發動機、熱聲制冷機和熱釋電發電單元之間通過諧振管連接；熱釋電發電單元包括第一高溫換熱器以及分別位于第一高溫換熱器的兩端的第一室溫換熱器和第二室溫換熱器，第一高溫換熱器與第一室溫換熱器之間通過一組熱釋電材料板疊連接，第一高溫換熱器與第二室溫換熱器之間通過第一熱緩沖管連接或者通過另一組熱釋電材料板疊連接；熱釋電材料板疊用于連接外部的電路負載。該冷熱電聯供系統整機無運動部件，能夠有效地解決了機械運動部件可靠性低的問題，同時系統可以收集利用太陽能、廢熱等。

技術領域

本發明涉及冷熱電聯供系統技術領域，尤其涉及一種基于熱聲效應和熱釋電效應的冷熱電聯供系統。

背景技術

能源是影響人類生存和發展進步的關鍵因素之一。現階段對于化石燃料的過度開采和使用，使得能源和環境問題的日益嚴重。探索綠色節能技術逐漸成為現全球能源環境重要的發展趨勢。冷熱電三聯供系統是通過能量梯級利用，同時向用戶提供電能、熱能、冷能和生活用水等，可以有效提高能源的利用效率，是一種備受矚目的高效能源綜合利用方式。

冷熱電三聯供系統一般由發電、制冷和供熱三大系統構成。發電系統根據發電原理不同可分為燃氣輪機、內燃機、斯特林發動機、有機朗肯循環、燃料電池等；制冷系統通常包括蒸汽吸收式制冷機、吸附式制冷機或噴射式制冷機等；用于供熱的余熱回收系統包括余熱鍋爐或余熱直燃機等。當前的冷熱電三聯供系統中基本都包含有機械運動部件，這在一定程度上會降低系統的可靠性，同時也會降低系統的運行周期壽命。

發明內容

本發明實施例提供一種基于熱聲效應和熱釋電效應的冷熱電聯供系統，用以解決現有的冷熱電聯供系統包含機械運動部件、系統可靠性低、運行周期壽命不長的問題。

本發明實施例提供一種基于熱聲效應和熱釋電效應的冷熱電聯供系統，包括熱聲發動機、熱聲制冷機和熱釋電發電單元，所述熱聲發動機、所述熱聲制冷機和所述熱釋電發電單元之間通過諧振管連接；所述熱聲制冷機用于消耗所述熱聲發動機產生的聲功；

所述熱釋電發電單元包括第一高溫換熱器以及分別位于所述第一高溫換熱器的兩端的第一室溫換熱器和第二室溫換熱器，所述第一高溫換熱器與所述第一室溫換熱器之間通過一組熱釋電材料板疊連接，所述第一高溫換熱器與所述第二室溫換熱器之間通過第一熱緩沖管連接或者通過另一組熱釋電材料板疊連接；所述熱釋電材料板疊用于連接外部的電路負載，以在所述熱聲發動機產生的往復交變流體的驅動下，產生熱釋電電流。

其中，所述熱釋電發電單元安裝于所述熱聲發動機和所述熱聲制冷機之間的諧振管內。

其中，所述諧振管為U型諧振管，所述U型諧振管內充注有液體換熱工質，所述熱釋電發電單元位于所述U型諧振管中，所述熱釋電材料板疊與所述液體換熱工質進行換熱。

其中，位于所述熱聲發動機和所述熱聲制冷機之間的諧振管靠近所述熱聲發動機的出口的一端向外引出一個諧振管支路，所述熱釋電發電單元安裝于所述諧振管支路內。

其中，所述熱釋電材料板疊由多層熱釋電材料板疊設而成，所述熱釋電材料板的板面方向平行于所述往復交變流體的流動方向。

其中，所述熱聲發動機包括依次相連的第三室溫換熱器、發動機回熱器、第二高溫換熱器、第二熱緩沖管和第四室溫換熱器；所述第四室溫換熱器遠離所述第二熱緩沖管的一端連接于所述諧振管，所述第四室溫換熱器和所述諧振管之間引出發動機調相慣性管連接至所述第三室溫換熱器遠離所述發動機回熱器的一端。

其中，所述熱聲制冷機包括依次相連的第五室溫換熱器、制冷機回熱器、低溫換熱器、第三熱緩沖管和第六室溫換熱器；所述第六室溫換熱器遠離所述第三熱緩沖管的一端連接于所述諧振管，所述第六室溫換熱器和所述諧振管之間引出制冷機調相慣性管連接至所述第五室溫換熱器遠離所述制冷機回熱器的一端。